專利名稱：液化、凈化天然氣的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于低溫制冷技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液化、凈化天然氣的裝置。
背景技術(shù)：
目前， 在天然氣的液化方面流程復(fù)雜，在進行液化前要進行凈化(凈化工藝非常復(fù)雜)，設(shè)備投資大。在天然氣的凈化方面凈化主要是脫水、脫輕烴(C3+以上的烴類)、脫酸、脫汞等，目前主要方法有分子篩法，吸收吸附法，這些方法投資大，工藝復(fù)雜，且占地面積很大。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種流程簡單、占地面積小和投資少的液化、凈化天然氣的裝置。本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種液化、凈化天然氣的裝置，包括依次連通的脫水器、換熱器、第一氣液分離器、超聲速冷凝器和膨脹制冷設(shè)備，所述膨脹制冷設(shè)備的輸出端與所述換熱器的輸入端連通；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接。優(yōu)選地，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。本實用新型提供的另一種液化、凈化天然氣的裝置，包括依次連通的換熱器、第一氣液分離器、超聲速冷凝器和膨脹制冷設(shè)備，所述膨脹制冷設(shè)備的輸出端與所述換熱器的輸入端連通；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接。優(yōu)選地，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。本實用新型提供的另一種液化、凈化天然氣的裝置，包括依次連通的換熱器、第一氣液分離器和超聲速冷凝器；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接，所述超聲速冷凝器的擴壓管與所述換熱器的輸入端連通。[0010]優(yōu)選地，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。與現(xiàn)有的天然氣液化、凈化裝置相比，本實用新型提供的液化、凈化天然氣的裝置，以超聲速冷凝器為核心設(shè)備對天然氣進行液化、凈化，簡化了天然氣液化、凈化的工藝流程，且占地面積小、投資少，因此具有很大的推廣應(yīng)用價值。

為了更清楚地說明本實用新型的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本實用新型實施例一提供的液化、凈化天然氣的裝置的示意圖；圖2是本實用新型實施例一提供的超聲速冷凝器的示意圖；圖3是本實用新型實施例一提供的第二氣液分離器的氣體輸出端與超聲速冷凝器的收縮管連通的示意圖；圖4是本實用新型實施例二提供的液化、凈化天然氣的裝置的示意圖；圖5是本實用新型實施例二提供的超聲速冷凝器的示意圖；圖6是本實用新型實施例二提供的第二氣液分離器的氣體輸出端與超聲速冷凝器的收縮管連通的示意圖；圖7是本實用新型實施例三提供的液化、凈化天然氣的裝置的示意圖；圖8是本實用新型實施例三提供的超聲速冷凝器的示意圖；圖9是本實用新型實施例三提供的第二氣液分離器的氣體輸出端與超聲速冷凝器的收縮管連通的示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述。實施例一如圖1、2所示，本實用新型實施例一提供的液化、凈化天然氣的裝置，包括依次連通的脫水器11、換熱器12、第一氣液分離器13、超聲速冷凝器14和膨脹制冷設(shè)備15，膨脹制冷設(shè)備15的輸出端與換熱器12的輸入端連通；其中，超聲速冷凝器14包括從左至右依次同軸連通的收縮管141、超聲速冷凝管142和擴壓管143，收縮管141的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉144，超聲速冷凝管142由窄喉144從左至右延伸且橫截面逐漸變大，擴壓管143的橫截面從左至右逐漸變大，收縮管141內(nèi)設(shè)有 一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)145，擴壓管143內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片146，超聲速冷凝管142上開設(shè)有至少一個分離出口 147，分離出口 147與一分離管148連接，分離管148與一第二氣液分離器16連接。本實用新型實施例一提供的超聲速冷凝器14的工作原理為高壓天然氣通過收縮管141內(nèi)的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)145產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，根據(jù)拉瓦爾噴管的原理，在收縮管141內(nèi)加速軸向速度并在窄喉144附近加速到聲速，同時旋轉(zhuǎn)的強度也會加強，進入超聲速冷凝管142后，氣體的軸向速度加速到超聲速，所以氣體加速降溫，在降溫過程中有一部分氣體組分會凝結(jié)成液滴，由于氣體是旋轉(zhuǎn)的，通過離心力的作用，這些液滴被甩到壁面上，通過液體分離出口 147和分離管148把液體分離出去，沒有變成液體的氣體，通過擴壓管143恢復(fù)壓力并通過擴壓管143內(nèi)的導(dǎo)流片146使氣體的流向變成軸向，進入下游管道(即膨脹制冷設(shè)備15)。本實用新型實施例一提供的液化、凈化天然氣的裝置的工作原理為天然氣首先經(jīng)過脫水器11脫水，然后由管路101進入換熱器12預(yù)冷，接著由管路102進入第一氣液分離器13分離出一部分輕烴和二氧化碳等，再接著由管路103進入超聲速冷凝器14深度降溫，這樣會有一部分天然氣被液化，液化的天然氣和一小部分氣態(tài)天然氣通過分離出口 147和分離管148進入第二氣液分離器16進行氣液分離，另一部分沒有被液化的天然氣通過超聲速冷凝器14的擴壓管143恢復(fù)壓力后由管路105進入膨脹制冷設(shè)備15，經(jīng)膨脹制冷設(shè)備15膨脹后的冷的天然氣由管路106進入換熱器12，作為換熱器12的冷源給由管路101輸入的天然氣預(yù)冷。與現(xiàn)有的天然氣液化、凈化裝置相比，本實用新型提供的液化、凈化天然氣的裝置，以超聲速冷凝器14為核心設(shè)備對天然氣進行液化、凈化，簡化了天然氣液化、凈化的工藝流程，且占地面積小、投資少，因此具有很大的推廣應(yīng)用價值。如圖3所示，經(jīng)過第二氣液分離器16分離出的液化天然氣可以儲存起來，經(jīng)過第二氣液分離器16分離出的氣態(tài)天然氣可以由管路104直接引入到超聲速冷凝器14的收縮管141內(nèi)。當(dāng)然，經(jīng)過第二氣液分離器16分離出氣態(tài)天然氣也可以由管路104引到管路105或管路106。本實施例一的液化工藝中的典型數(shù)據(jù)如下在管路102換熱器12把天然氣預(yù)冷到-60° C到-69° C，6MPa，進入超聲速冷凝器14深度降溫到_140°C到-145° C，壓力為0. 25MPa，這時有一部分天然氣被液化，沒被液化的天然氣在管路105的壓力恢復(fù)到1. 8MPa，溫度回升到-18° C到-20° C，進入膨脹制冷設(shè)備15，管路106的壓力為0.6MPa，溫度為-73° C到-75° C。天然氣凈化數(shù)據(jù)(脫輕烴(C3+)示例):
權(quán)利要求1.一種液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，包括依次連通的脫水器、換熱器、第一氣液分離器、超聲速冷凝器和膨脹制冷設(shè)備，所述膨脹制冷設(shè)備的輸出端與所述換熱器的輸入端連通；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。
3.一種液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，包括依次連通的換熱器、第一氣液分離器、超聲速冷凝器和膨脹制冷設(shè)備，所述膨脹制冷設(shè)備的輸出端與所述換熱器的輸入端連通；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。
5.一種液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，包括依次連通的換熱器、第一氣液分離器和超聲速冷凝器；所述超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，所述收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，所述超聲速冷凝管由所述窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，所述擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，所述收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，所述擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，所述超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，所述分離出口與一分離管連接，所述分離管與一第二氣液分離器連接，所述超聲速冷凝器的擴壓管與所述換熱器的輸入端連通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的液化、凈化天然氣的裝置，其特征在于，所述第二氣液分離器的氣體輸出端與所述超聲速冷凝器的收縮管連通。
專利摘要一種液化、凈化天然氣的裝置，包括依次連通的脫水器、換熱器、第一氣液分離器、超聲速冷凝器和膨脹制冷設(shè)備，膨脹制冷設(shè)備的輸出端與換熱器的輸入端連通；超聲速冷凝器包括從左至右依次同軸連通的收縮管、超聲速冷凝管和擴壓管，收縮管的橫截面從左至右逐漸變小并向中間收縮成一個窄喉，超聲速冷凝管由窄喉從左至右延伸且橫截面逐漸變大，擴壓管的橫截面從左至右逐漸變大，收縮管內(nèi)設(shè)有一旋轉(zhuǎn)機構(gòu)，擴壓管內(nèi)設(shè)有一導(dǎo)流片，超聲速冷凝管上開設(shè)有至少一個分離出口，分離出口與一分離管連接，分離管與一第二氣液分離器連接。本實用新型以超聲速冷凝器為核心設(shè)備對天然氣進行液化、凈化，簡化了天然氣液化、凈化的工藝流程，且占地面積小、投資少。
文檔編號C10L3/10GK202865193SQ20122041209
公開日2013年4月10日 申請日期2012年8月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月20日
發(fā)明者邢小月, 杜岳 申請人:深圳市力科氣動科技有限公司